Visible-light-active titanium oxide photocatalyst realized by an oxygen-deficient structure and by nitrogen doping

Ihara, Tatsuhiko

doi:10.1016/s0926-3373(02)00269-2

Cited by 682 publications

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Mentioning

233

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“…4(b). Other studies made similar conclusions that visible light activity of N-doped TiO 2 was ascribed to V O which induced donor states located below the CB, while substitutional N acted as an inhibitor for e --h + recombination (Justicia et al, 2002;Ihara et al, 2004). This controversy makes it necessary to decouple the contributions of V O and N-doping in TiO 2 in future studies.…”

Section: Electron Transfer From the Impurity State To Tio 2 Cbmentioning

confidence: 80%

Understanding the Reaction Mechanism of Photocatalytic Reduction of CO2 with H2O on TiO2-Based Photocatalysts: A Review

Liu

2014

Aerosol Air Qual. Res.

308

217

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Recently, there has been an increasing interest in the research of photocatalytic reduction of CO 2 with H 2 O, an innovative way to simultaneously reduce the level of CO 2 emissions and produce renewable and sustainable fuels. Titanium dioxide (TiO 2 ) and modified TiO 2 composites are the most widely used photocatalysts in this application; however, the reaction mechanism of CO 2 photoreduction on TiO 2 photocatalysts is still not very clear, and the reaction intermediates and product selectivity are not well understood. This review aims to summarize the recent advances in the exploration of reaction mechanism of CO 2 photoreduction with H 2 O in correlation with the TiO 2 photocatalyst characteristics. Discussions are provided in the following sections: (1) CO 2 adsorption, activation and dissociation on TiO 2 photocatalyst; (2) mechanism and approaches to enhance charge transfer from photocatalyst to reactants (i.e., CO 2 and H 2 O); and (3) surface intermediates, reaction pathways, and product selectivity. In each section, the effects of material properties are discussed, including TiO 2 crystal phases (e.g., anatase, rutile, brookite, or their mixtures), surface defects (e.g., oxygen vacancy and Ti 3+) and material modifications (e.g., incorporation of noble metal, metal oxide, and/or nonmetal species to TiO 2 ). Finally, perspectives on future research directions and open issues to be addressed in CO 2 photoreduction are outlined in this review paper.

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Section: Electron Transfer From the Impurity State To Tio 2 Cbmentioning

confidence: 80%

Understanding the Reaction Mechanism of Photocatalytic Reduction of CO2 with H2O on TiO2-Based Photocatalysts: A Review

Liu

2014

Aerosol Air Qual. Res.

308

217

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“…Another influencing factor for early rutile formation with nitrogen doped TiO 2 is the increased formation of oxygen vacancies. Several researchers have demonstrated that nitrogen promotes the formation of oxygen vacancies within TiO 2 [2,7]. Oxygen vacancies have also been widely reported to lower the anatase-to-rutile transformation temperature.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…However, further investigations into what causes visible light absorption of N-TiO 2 has subsequently been carried out by a number of researchers. Ihara et al [7] suggested that oxygen vacancies cause visible light activity and that the addition of nitrogen merely stabilises these oxygen vacancies. Visible light absorption through the addition of oxygen vacancies was also reported by Martyanov et al [2].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effect of N-doping on the photocatalytic activity of sol–gel TiO2

Nolan

Synnott

Seery³

et al. 2012

Journal of Hazardous Materials

192

107

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“…Los picos a 2927 y 2854 cm -1 observados en los espectros de los materiales sintetizados, pueden ser asignados a tensiones C-H e indicar la presencia de materia orgánica remante en los sólidos, relacionada con el ácido acético utilizado durante la síntesis [17,21]. Las señales que aparecen en el espectro del hidróxido de titanio (material MA) centradas a 3150 y 1401 cm -1 pueden resultar de modos vibracionales del tipo tensión y flexión características de enlaces N-H, mismas que pueden estar relacionadas con iones amonio (NH 4 + ) formados durante la disociación del NH 4 OH, especies que se encuentran adsorbidas en la superficie del material a bajas temperaturas y que actúan como fuente de nitrógeno, el cual se incorpora a la estructura del TiO 2 durante el proceso de calcinación [17,22,23] ), corroborando su presencia por XPS y sugiriendo que este anión identifica la presencia de nitrógeno estructural en la red del óxido de titanio [25][26][27]. Aunado a esto, las bandas situadas a 1452 y 1250 cm -1 también podrían indicar la nitruración del material.…”

Section: Espectroscopía Infrarrojaunclassified

Síntesis, caracterización y actividad fotocatalítica de óxido de titanio modificado con nitrógeno

Enríquez¹,

García-Alamilla²,

Serrano³

et al. 2011

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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Se sintetizaron óxidos de titanio (TiO 2 ) a partir de la precipitación del tetracloruro de titanio (TiCl 4 ) con hidróxido de amonio (NH 4 OH). Los materiales sintetizados se caracterizaron mediante fisisorción de nitrógeno, difracción de rayos X, espectroscopía infrarroja, reflectancia difusa U.V.-visible y la actividad fotocatalítica de los mismos se evaluó en la degradación del naranja de metilo. Mediante el método de síntesis se logró dopar la estructura del óxido de titanio con nitrógeno (N-TiO 2 ), estabilizando la fase anatasa y obteniéndose materiales catalíticos mesoporosos y nanocristalinos. El óxido de titanio de mayor área específica (132 m 2 /g) degradó el azo-colorante al 100% en 180 minutos de reacción. Palabras clave: síntesis, óxidos de titanio, materiales mesoporosos, materiales nanocristalinos, azo-compuestoSynthesis, characterization and photocatalytic activity of titanium oxide modified with nitrogen Titanium oxides (TiO 2 ) were synthesized by precipitation of titanium tetrachloride (TiCl 4 ) using ammonium hydroxide (NH 4 OH). The synthesized materials were characterized by means of nitrogen physisorption, X-ray diffraction, infrared spectroscopy, U.V.-visible diffuse reflectance spectroscopy and the photocatalytic activity of the samples were measured by the degradation of the methyl orange. By means of this synthesis method we have doped the titanium oxide structure with nitrogen (N-TiO 2 ), stabilizing the anatase phase and obtaining mesoporous and nanocrystalline materials. The titanium oxide with higher specific surface area (132 m 2 /g) degraded the azo-compound to 100% in 180 min of reaction. Keywords: synthesis, titanium oxides, mesoporous materials, nanocrystalline materials, azo-compound INTRODUCCIÓNLos efluentes de la industria textil presentan un gran potencial de impacto sobre el medio ambiente, debido a los grandes volúmenes de agua residual generados con un alto contenido de materia orgánica y una fuerte coloración. A causa de la gran estabilidad de los colorantes (azocompuestos), los procesos convencionales para el tratamiento de aguas residuales tales como adsorción, floculación y procesos de lodos activados no son eficientes para la decoloración de los efluentes textileros, ya que no pueden degradar eficientemente los compuestos orgánicos o generan contaminantes secundarios que pueden ser tóxicos para el medio ambiente y que requieren de un tratamiento adicional (1-3). Una alternativa al tratamiento convencional de las aguas residuales es la oxidación fotocatalítica (fotocatálisis), la cual, ha despertado un gran interés debido a que las investigaciones han mostrado la degradación de contaminantes orgánicos a bajas y medianas concentraciones, con una generación baja en contaminantes secundarios. La fotocatálisis heterogénea consiste en la degradación del contaminante a través de la utilización de catalizadores (óxidos semiconductores), radiación ultravioleta y/o solar, generando con ello radicales Vol 50, 5, 245-252, Septiembre-Octubre 2011 ISSN 0366-3175. eISSN 2173-043...

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Visible-light-active titanium oxide photocatalyst realized by an oxygen-deficient structure and by nitrogen doping

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Understanding the Reaction Mechanism of Photocatalytic Reduction of CO2 with H2O on TiO2-Based Photocatalysts: A Review

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Effect of N-doping on the photocatalytic activity of sol–gel TiO2

Síntesis, caracterización y actividad fotocatalítica de óxido de titanio modificado con nitrógeno

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